题目内容

5．①小芳在探究“浮力的大小等于什么？”的实验中，做了如图1所示的测量：

a．写出以上探究中，不重复操作的合理顺序（只填代号）DBCA；
b．通过探究，得出的结论是F浮=G排．由此还可算出铁块的密度．请选用Fl、F2、F3、F4、ρ水，表达它的密度：ρ铁=$\frac{{F}_{2}{ρ}_{水}}{{F}_{1}-{F}_{4}}$．
②在图中杠杆上的A点挂四个重均为1N的钩码，用调好的弹簧测力计竖直向上拉杠杆上的B点，使杠杆在水平位置平衡，如图所示，测力计的示数是2N；如果将测力计沿图中虚线方向拉，仍使杠杆在水平位置平衡，则测力计的示数将变大（“变大”、“不变”或“变小”）．

分析 ①先明确ABCD四个图弹簧测力计测量的什么内容，把握题中的要求：“不重复操作”，然后求出物体受到液体的浮力和排开液体的重力，进行比较回答．
②力臂是指支点到力的作用线的垂直距离，根据杠杆平衡条件，动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，来确定力的大小；当阻力乘以阻力臂的积不变时，动力的大小会随着动力臂的变小而变大．

解答 解：
①a．本题中探究“浮力的大小等于什么？”的实验中，由图可知，弹簧秤共用了四次，需要测量的物理量共有四个：桶和铁块排开水的总重力F1、铁块重F2、铁块在水中时秤的示数F3、空桶的重力F4；只有铁块放在水中时水才会流入桶中，如果完成A后再完成D操作，那么桶中会沾有水，结果误差偏大，所以A操作肯定是最后一步；如果先完成C操作，再完成B操作，则铁块上沾上了水，测量结果误差过多，因此先进行B操作再进行C操作；对于B和D，如果先测B，完成后再测D，接下来又要测铁块在水中的重力，则重复测铁块重力的操作，所以应先测D再测B，综上所述合理顺序为DBCA；
b．由密度公式可知ρ铁=$\frac{{m}_{铁}}{{V}_{铁}}$=$\frac{{G}_{铁}}{{V}_{铁}g}$，由A、D可知G排=F1-F4=m水g=ρ水V排g，所以V排=$\frac{{F}_{1}-F{\;}_{4}}{{ρ}_{水}g}$，由图可知，铁块浸没在水中，所以V铁=V排；
代入可得可知ρ铁=$\frac{{m}_{铁}}{{V}_{铁}}$=$\frac{{G}_{铁}}{{V}_{铁}g}$=$\frac{{F}_{2}}{{V}_{排}g}$=$\frac{{F}_{2}{ρ}_{水}}{{F}_{1}-{F}_{4}}$；
②根据杠杆平衡条件，由图可知，4N×OA=F×OB，OB=2OA，得测力计的示数F=2N，如图将测力计的沿虚线方向拉，拉力的力臂L小于原力臂OB，如图3所示，根据杠杆原理，拉力F会变大．
故答案为：①a．DBCA；b．$\frac{{F}_{2}{ρ}_{水}}{{F}_{1}-{F}_{4}}$；
②2；变大．

点评 本题考查了验证阿基米德原理的实验操作，要掌握浮力的综合运算，同时还考查了杠杆原理的应用，是一道力学综合题，难度较大．

练习册系列答案
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10．按题目要求作图：
（1）画出物体AB在镜中的像A′B′；
（2）钓鱼时，O为支点，画出鱼线对钓鱼竿拉力F2的力臂L2；
（3）标示出通电螺线管静止小磁针的S、N极．
11．下列自然现象中，属于熔化的是（　　）
A．
冰雪消融		B．

露珠晶莹		C．

大雾弥漫		D．

霜打枝头
13．在探究“凸透镜成像规律”的实验中，将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上，凸透镜固定在50cm处，并调节蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心在，如图所示．

（1）当蜡烛放在光具座30cm处，移动光屏，光屏上得到倒立、等大的实像，则该凸透镜的焦距f=10cm．向左移动蜡烛．
（2）当蜡烛放在光具座20cm处，移动光屏，得到像的特点是：倒立、缩小（选填“放大”或“缩小”）的实像，照相机就是利用这一原理制成的（填一光学仪器名称）．如果此时将蜡烛与光屏的位置互换，那么像的特点是：得到倒立、（选填“正立”或“倒立”）放大（选填“放大”或“缩小”）的实像．
（3）当蜡烛放在光具座上的45cm处，观察正立、放大的虚像（选填“实”或“虚”）．
（4）此时，若有一只苍蝇落到凸透镜上，则屏上能成完整的烛焰的像（填“能”或“不能”）．
20．如图甲是用伏安法测量某未知电阻的电路图．

（1）根据电路图将图乙所示的实物图连接起来；
（2）读出图丙所示电流表和电压表的示数：0.4A，2.4V．
（3）算出被测电阻本次的测量值为6Ω，为减小误差，可用滑动变阻器改变待测电阻两端的电压来进行多次测量求平均值．
（4）将上述实验中的电阻换成小灯泡，用同样的方法测小灯泡的电阻，数据记录如下表：
测量次数12345
电压U/V2.52.01.51.00.5
电流I/A0.280.250.220.180.16
分析表中的数据可知，小灯泡两端电压越低，小灯泡的电阻越小，原因是灯泡电阻受温度影响，随温度降低而减小．
（5）该同学又设计了如图丁所示的测量电路，同样可以测量未知电阻Rx，其中R0是定值电阻．请在空格内把实验步骤补充完整．
  ①闭合开关S、S1，用电压表测出电源的电压为U；
②闭合开关S、断开S1，用电压表测出待测电阻R1两端的电压为U1；
③请用测量值U和U1，已知量R0来表达Rx=$\frac{{U}_{1}{R}_{0}}{U-{U}_{1}}$．
10．某实验小组在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，记下了物距和像距的一些对应数据，并依次描点画出了如图所示的图线，请你结合凸透镜成像规律观察分析图线，由此确定实验所用的凸透镜的焦距是（　　）
A．30cmB．15 cmC．40cmD．无法确定
17．图甲是测量小灯泡（U额=2.5V）电阻的电路．电源电压恒为4V．
（1）请将图甲中的电路连接完整．（要求滑片P向右滑动时电灯变亮，导线不允许交叉）
（2）实验中，滑动变阻器除了保护电路外，还可以改变小灯泡两端的电压和通过的电流，多测几组数据．
（3）如表是记录的部分实验数据，图乙是第1次实验中电流表的示数，该示数为0.24A．这5次实验中，灯泡电阻的最大值为10.42Ω（结果保留两位小数）．为了完成这5次实验，应该选取最大阻值不小于45Ω的滑动变阻器．
实验次数12345
电压U/V2.52.01.51.00.4
电流I/A0.220.190.160.08
14．小明利用如图所示的电路做“测量小灯泡的电阻”实验，小灯泡标有“2.5V”．

（1）当他闭合开关、移动变阻器的滑片时，发现两电表的示数和灯泡的亮度都同时变化，但两表的示数总是比较小，灯泡的亮度也较弱，出现这种现象的原因是电源电压过低．
（2）电路正常后，他分别测出了小灯泡的几组电压和电流值，记录如下：
电压/V2.02.52.8
电流/A0.200.240.26
①小灯泡正常工作时的电阻为10.4Ω．
②通过分析实验数据可知小灯泡的电阻是变化 （选填“不变”或“变化”）的，其原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大．
15．如图，长3.0m、重10N且密度不均匀的金属杆，可绕O点在竖直平面内自由转动．现用竖直向上的拉力F使金属杆保持水平，测出O点到拉力F的距离及F的大小，再改变拉力F作用点的位置，测出相应的F与x的大小，所得实验数据如表．
（1）由表中数据可得F与x之间的关系是：F=$\frac{10N•m}{x}$．
（2）O点到金属杆重心的距离为1m．
（3）若测力计量程为25N，则应控制在0.4m≤x≤3m范围．
实验次数x/mF/N
10.520
21.010
31.56.7
42.05
52.54

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